Neue regionale Klimaprojektionen liefern Zukunftsszenarien für Deutschland
Hitzewellen, Trockenheit, vermehrter Starkregen – wie entwickelt sich das Klima? Das BMFTR-geförderte Projekt UDAG hat neue Klimaprojektionen für Deutschland erstellt. Sie dienen als wichtige Entscheidungsgrundlage für Maßnahmen zur Klimaanpassung.
Deutschland muss sich an die immer stärker werdenden Folgen der Erderwärmung anpassen. Doch gerade regional sind die Auswirkungen durch längere Hitzephasen oder vermehrte Niederschläge sehr unterschiedlich. Um für die verschiedenen Regionen bessere Anpassungsstrategien entwickeln zu können, wurden nun hochaufgelöste Klimaprojektionen für Europa und Deutschland erstellt. Diese liefern zusammen mit international bereitgestellten Klimaprojektionen präzisere Informationen über mögliche zukünftige Entwicklungen unter verschiedenen Szenarien. Dazu wurde das Projekt UDAG ins Leben gerufen – initiiert vom Deutschen Wetterdienst, vom Karlsruher Institut für Technologie, von der Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg, dem Helmholtz-Zentrum Hereon und dem Deutschen Klimarechenzentrum. Gefördert wurde das Projekt UDAG von 2023 bis 2026 vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) mit rund drei Millionen Euro.
Neu im Einsatz: Modernes, hochauflösendes Klimamodell ermöglicht verlässlichere Zukunftsszenarien
Dr. Barbara Früh, UDAG-Gesamtkoordinatorin vom Deutschen Wetterdienst (DWD), fasst die Methodik und Ergebnisse der neuen Klimaprojektionen so zusammen: „Als Grundlage für die Berechnungen verwenden wir die aktuellen, globalen Klimaprojektionen aus der 6. Phase des Coupled Model Intercomparison Project (CMIP6). Diese Daten stellen auch einen wesentlichen Teil der Datenbasis für die Berichte des Weltklimarats IPCC dar. Im Rahmen von UDAG regionalisieren wir diese Daten: Dazu haben wir mit unserem regionalen Klimamodell ICON-CLM und mit der empirisch-statistischen Methode EPISODES die globalen Klimaprojektionen auf die regionale Ebene heruntergerechnet.“
Die Klimaprojektionen werden alle fünf bis sieben Jahre neu berechnet, um aktuellere Modelle, Daten und Szenarien nutzen zu können. Für die neuen Klimaprojektionen setzte das UDAG-Projekt beispielsweise auf das moderne, hochauflösende Klimamodell ICON-CLM. Dazu erklärt Dr. Barbara Früh: „Während globale Klimamodelle derzeit mit Gitterweiten von etwa 80 bis 100 Kilometern rechnen, ermöglichen regionale Klimamodelle die Einschätzung der zukünftigen Klimaentwicklung bis zum Ende des Jahrhunderts mit einer Gitterweite von 12 Kilometern – so der aktuelle Standard. Mit dem neu eingesetzten Regionalmodell ICON-CLM ist es uns erstmals gelungen, für einige Regionen Deutschlands auch erste Berechnungen mit einer 3-Kilometer-Auflösung über den Zeitraum von 1960 bis 2100 zu erstellen. Mithilfe immer besserer Klimamodelle und schnellerer Hochleistungsrechner könnte sich diese Auflösung künftig zu einem neuen Standard entwickeln – aktuell befindet sich dieser Ansatz jedoch noch im Forschungsstadium.“
Vom Modell zur Anwendung: Wie regionale Klimaprojektionen Planung und Forschung unterstützen
Die regionalen Klimaprojektionen gewinnen vor allem dort an Bedeutung, wo sie als Entscheidungsgrundlage bei konkreten Planungen für den Klimaschutz und die Klimaanpassung einfließen. Sie ermöglichen beispielsweise detailliertere Analysen hydrologischer Systeme – etwa zur Abschätzung zukünftiger Niedrigwasserstände, die für die Binnenschifffahrt entscheidend sind.
„Gerade das Thema ‚Wassermanagement‘ ist sehr zentral“, hebt Dr. Barbara Früh hervor. „Zum ersten Mal konnten wir bei den hochaufgelösten regionalen Klimaprojektionen über den gesamten Zeitraum von 1961 bis 2100 auch die vollständigen Flusseinzugsgebiete, die nach Deutschland entwässern, in den 3-Kilometer-aufgelösten Klimaprojektionen berücksichtigen. Mit den neuen Klimaprojektionen können Hydrologen nun den Abfluss von Flüssen wie etwa Oder, Rhein oder Donau – von ihren Quellen bis ins Meer – berechnen. Das ist ein entscheidender Vorteil für die Hydrologie, denn die Ergebnisse sind so weitaus aussagekräftiger.“
Während des beispielhaft gewählten Zeitraums vom 11.7.-16.7.2021 fielen in Mitteleuropa hohe Niederschlagsmengen verursacht durch das Tiefdruckgebiet „Bernd“. Diese Niederschläge verursachten u.a. die Flutkatastrophe im Ahrtal. © Deutscher Wetterdienst
Darüber hinaus dienen die Projektionen als zentrale Datengrundlage für die Forst- und Landwirtschaft sowie für die Infrastrukturplanung, etwa bei Entwässerungssystemen, Verkehrswegen oder Küstenschutzmaßnahmen.
Des Weiteren liefern sie Daten, die als Grundlage der deutschen Anpassungsstrategie an den Klimawandel und die Klimarisikoanalyse der Bundesregierung dienen. Auch die Bundesländer können hierauf zurückgreifen, da sie derzeit jeweils länderspezifische Klimaanpassungsstrategien entwickeln und dafür belastbare, regional differenzierte Informationen benötigen.
Bis 2100: Mehr Hitze, mehr Niederschläge und große regionale Unterschiede
Die neuen Berechnungen des Forschungsprojekts UDAG machen deutlich, wie sich das Klima in Deutschland und Europa in den nächsten Jahrzehnten entwickeln kann. Dr. Barbara Früh erläutert: „Auch für den DWD sind die in UDAG erstellten regionalen Klimaprojektionen sehr wichtig: Diese bilden zusammen mit den Simulationen anderer europäischer Gruppen die Grundlage für das neue ‚DWD-Referenz-Ensemble‘. Diese Vielzahl an Klimaprojektionen sind ein sehr erprobtes Verfahren, um möglichst präzise Aussagen über künftige Klimaentwicklungen treffen zu können. Für die Zukunft können wir grundsätzlich feststellen, dass wir – nicht überraschend – deutschlandweit von steigenden Temperaturen ausgehen müssen. Regional werden wohl Süd- und Ostdeutschland künftig besonders stark von Hitzewellen betroffen sein. Beim Niederschlag sind die regionalen Unterschiede noch deutlicher zu sehen.“
Deutschlandweit zeigt das aktualisierte DWD-Referenz-Ensemble eine deutliche Zunahme der Niederschlagsmengen im Winter, insbesondere in den nördlichen Regionen. Im Frühling nehmen die Niederschlagsmengen vor allem im Nordosten zu.
Für den Sommer hingegen weist der DWD auf eine verstärkte Trockenheit vor allem im Westen hin, während im Nordosten eher eine Zunahme der sommerlichen Niederschläge erwartet wird. Allerdings weisen diese Niederschlagsprojektionen größere Unsicherheiten auf.
Die Ergebnisse von UDAG zeigen, wie zentral die enge Zusammenarbeit der fünf beteiligten Einrichtungen ist, um belastbare regionale Klimaprojektionen für Forschung, Regionalplanung und Politik bereitzustellen.
